Определение фазового центра излучения по распределению поля


Авторы

Анютин Н. В.

ПАО «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А. А. Расплетина», Ленинградский проспект, д. 80, корп. 16, г. Москва, 125190, Россия

e-mail: anyutinnv@mail.ru

Аннотация

В статье обсуждается противоречивое с точки зрения электродинамики определение фазового центра излучения как центра сферической волны с однородным распределением фазы в дальней зоне. Это противоречие проявляется в существенном значении дефинициальной неопределенности измерений, для оценки которой был предложен способ, естественно следующий из определения. Способ оценки дефинициальной неопределенности измерений фазового центра излучения был успешно апробирован на модели электромагнитного поля двух элементов Гюйгенса.
На основе классического определения фазового центра излучения и разложения волнового поля во всем пространстве в спектр скалярных плоских волн было сформулировано эквивалентное определение. Фазовый центр совпадает с точкой в объеме с источниками волнового поля, в которой модуль интеграла Кирхгофа достигает своего максимума. Из этого эквивалентного определения следует новый метод измерений фазового центра излучения по максимуму распределения поля, который был успешно апробирован на серии экспериментов по измерению напряженности электрического поля спиральной антенны с правой круговой поляризацией на сферической поверхности в ближней зоне.
Оценки неопределенности измерений фазового центра излучения по типу А с помощью взвешенного метода наименьших квадратов оказались сопоставимы с предложенными оценками дефинициальной неопределенности, что указывает на преобладание последней в бюджете неопределенности. Апробация метода измерений фазового центра излучения по максимуму распределения поля и взвешенного метода наименьших квадратов на одних и тех же экспериментальных данных показала, что относительная неопределенность первого метода меньше не менее чем в 2 раза. С учетом всего бюджета неопределенности это означает, что методическая неопределенность измерений фазового центра излучения по максимуму распределения поля уменьшилась более чем в 2 раза.

Ключевые слова:

фазовый центр, дефинициальная неопределенность, плоские волны, интеграл Кирхгофа, ближняя зона, дальняя зона, диаграмма направленности

Список источников

  1. Цейтлин Н.М. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. М. : Радио и связь, 1985. 368 с.
  2. Бабурин А. А. Методы целочисленной оценки псевдофазовых неоднозначностей ГЛОНАСС // Труды МАИ : электрон. журн. 2023. № 130. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=174615 DOI 10.34759/trd-2023-130-16
  3. Концепция бортового радиолокатора на основе АФАР с использованием рефлектора c отверждаемым пневмокаркасом / Д.С. Демин, П.И. Кононенко, В.И. Лебеденко и др. // Труды МАИ электрон. журн. 2021. № 119. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=159790 DOI 10.34759/trd-2021-119-12
  4. Ларин А. А., Бодрышев В. В. Способ организации радиоволнового контроля крупногабаритных радиопрозрачных укрытий в безэховой камере // Труды МАИ электрон. журн. 2025. № 141. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=184503
  5. Орешкин В. И., Мелёшин Ю. М., Цветков В. К. Повышение точности пеленга сигнала в цифровой антенной решётке // Труды МАИ электрон. журн. 2021. №. 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161424 DOI 10.34759/trd-2021-120-10
  6. Бородулин А. А. Определение фазового центра излучателя по методу наименьших квадратов // Радиотехника. 1958. Т. 13, № 7. С. 67–70.
  7. Betjes P.N. An algorithm for automated phase center determination and its implementation // AMTA Proc. 2007. P. 190–195.
  8. A novel method to calculate the phase center of antennas / Y.G. Wang, J. Wang, Z.Q. Zhao, J.Y. Yang // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 2008. Vol. 22, no. 2/3. P. 239–250. DOI 10.1163/156939308784160631.
  9. Yaghjian A. An overview of near-field antenna measurements // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. Т. 34. №. 1. С. 30–45. DOI 10.1109/TAP.1986.1143727.
  10. Electromagnetic field transformations for measurements and simulations / T.F. Eibert, E. Kiliç, C. López, R. A.M. Mauermayer // Progress In Electromagnetics Research. 2015. Vol. 151. P. 127–150. DOI 10.2528/PIER14121105.
  11. Испытания антенных решеток бортовых радиолокационных систем в антенном измерительно-вычислительном комплексе / Е.М. Добычина, М.В. Снастин, А.Е. Обухов, С.В. Харалгин // Труды МАИ : электрон. журнал. 2016. №. 91. С. 18. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=75661.
  12. Калинин Ю. Н. Измерение координат фазового центра антенны // Антенны. 2014. №. 4. С. 54–62.
  13. Harke D., Garbe H., Chakravarty P. A new method to calculate phase center locations for arbitrary antenna systems and scenarios // 2016 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC). IEEE, 2016. P. 674–678. DOI 10.1109/ISEMC.2016.7571729.
  14. Anyutin N., Malay I., Malyshev A. Calculation of phase center of arbitrary electromagnetic radiation sources in near field zone // 2019 IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS). 2019. P. 1–4. DOI 10.1109/EWDTS.2019.8884470.
  15. Колотыгин С. А. Калибровка измерительных антенн на близких расстояниях // Альманах современной метрологии. 2018. №. 16. С. 107–119.
  16. Левин С. Ф. Дефинициальная неопределённость и погрешность неадекватности // Измерительная техника. 2019. №. 11. С. 7–17. DOI 10.32446/0368-1025it.2019-11-7-17
  17. Culotta-López C., Wu K., Heberling D. Radiation center estimation from near-field data using a direct and an iterative approach // 2017 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA). 2017. 6 p. DOI 10.23919/AMTAP.2017.8123714
  18. Wu X., Yang F. A Rapid Antenna Phase Center Correction Approach for Spherical Near-Field Measurements // 2025 IEEE International Workshop on Radio Frequency and Antenna Technologies (iWRF&AT). 2025. P. 89–92. DOI 10.1109/iWRFAT65352.2025.11103441
  19. Анютин Н. В. Разложение волнового поля во всем пространстве в спектр скалярных плоских волн // Журнал радиоэлектроники. 2025. № 9. DOI 10.30898/1684-1719.2025.9.1.
  20. ГОСТ Р 8.773–2011. Антенны навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы. Нормируемые электрические параметры и методы измерений. М. : Стандартинформ, 2019. 15 с.
  21. Бахрах Л. Д., Колосов Ю. А., Курочкин А. П. Определение поля антенны в дальней зоне через значения поля в ближней зоне // Антенны. – 1976. – Т. 24. – С. 3-14.
  22. Анютин Н. В. Метод приближенного вычисления интеграла Кирхгофа // Журнал радиоэлектроники. 2024. № 4. DOI 10.30898/1684-1719.2024.4.7
  23. Glisson A. Spherical near-field antenna measurements / ed by Hansen J.E. Iet, 1988. Vol. 26.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2026

 Вход